Федеральное агентство связи

Сибирский государственный университет

телекоммуникаций и информатики

А.С. Чухров, С. Н. Архипов

Моделирование импульсных и логических устройств с применением программы Electronics Workbench

Методические указания

к лабораторным работам по курсу

«Вычислительная техника и информационные технологии»

Новосибирск 2006

УДК 681.(076)

А.С. Чухров, С.Н. Архипов. Моделирование импульсных и логических устройств с применением программы Electronics Workbench: Методические указания / СибГУТИ.– Новосибирск, 2006г. –30 стр.

Приведено описание лабораторных работ по моделированию импульсных и логических устройств на ЭВМ с применением программы Electronic Workbench. Методические указания предназначены для студентов второго курса факультета МЭС. Может быть рекомендовано для проведения лабораторно - практических занятий и самостоятельной работы студентов при изучении курса «Вычислительная техника и информационные технологии».

Кафедра систем радиосвязи

Илл. – 23, список литературы – 2 наименов.

Рецензент: доцент А.А. Ищук

Для специальностей:

210404 – Многоканальные телекоммуникационные системы;

210401 – Физика и техника оптической связи.

Утверждено редакционно-издательским советом СибГУТИ в качестве методических указаний.

Сибирский государственный

университет телекоммуникаций

и информатики, 2006 г.

Оглавление

	Стр.
1 Особенности применения программы Electronics Workbench ……	4
2 Лабораторная работа № 1. Исследование электронного ключа на биполярном транзисторе………………………….……………………...	15
3 Лабораторная работа № 2. Исследование генератора линейно- изменяющегося напряжения…………………………………………….	17
4 Лабораторная работа № 3. Исследование ждущего мультивибратора……………..……………………………………………	20
5 Лабораторная работа № 4. Исследование логических схем на элементах «И–НЕ»………….………………………………………...…..	22
6 Лабораторная работа № 5. Изучение триггеров……………………	24
7 Лабораторная работа № 6. Исследование двоичных счетчиков…..	27

1 Особенности применения программы

ELECTRONICS WORKBENCH

Для операций с компонентами на общем поле Electronics Workbench выде­лены две области: поля компонентов и поля инструментов (рисунок 1.1).

Рисунок 1.1 – Общее поле Electronics Workbench

В правом верхнем углу расположена пиктограмма выключателя схемы, нажав на которую можно запустить или остановить процесс моделирования работы схемы. Немного ниже находится кнопка паузы, нажав на которую можно приостановить процесс моделирования.

Панель компонентов состоит из пиктограмм полей компонентов в виде их условных изображений.

Щелчком мыши на одной из одиннадцати пиктограмм полей компонен­тов можно открыть соответствующее поле. Распо­ложение элементов в полях ориентировано на частоту использования компо­нента. В качестве примера на рисунке 1.2 открыто поле источников компонентов (Sources).

В библиотеки элементов программы Electronics Workbench входят анало­говые и цифро-аналоговые компоненты.

Все компоненты можно условно разбить на следующие группы:

• базовые компоненты,

• источники,

• линейные компоненты,

• ключи,

• нелинейные компоненты,

• индикаторы,

• логические компоненты,

• узлы комбинационного типа,

• узлы последовательностногого типа,

• гибридные компоненты.

Рисунок 1.2 – Источники Electronics Workbench

Приведем описания некоторых элементов из перечисленных выше групп:

● Соединительный узел.

Узел применяется для соединения проводников и создания контрольных точек. К каждому узлу может присоединяться не более четырех проводников.

После того как схема собрана, можно вставить дополнительные узлы для под­ключения приборов.

Заземление.

Компонент «заземление» имеет нулевое напряжение и таким образом обеспе­чивает исходную точку для отсчета потенциалов.

Не все схемы нуждаются в заземлении для моделирования, однако, любая схема содержащая:

• операционный усилитель,

• трансформатор,

• управляемый источник,

• осциллограф,

должна быть обязательно заземлена, иначе приборы не будут производить из­мерения или их показания окажутся неправильными.

Источник постоянного напряжения.

Все источники в Electronics Workbench идеальные. Внутреннее сопротивление идеального источника напряжения равно нулю, поэтому его выходное напря­жение не зависит от нагрузки. Идеальный источник тока имеет бесконечно большое внутреннее сопротивление, поэтому его ток не зависит от сопротивле­ния нагрузки.

ЭДС источника постоянного напряжения или батареи измеряется в Вольтах и задается произвольными величинами (от мкВ до кВ).

Источник переменного напряжения.

Действующее значение (root-mean-square-RMS) напряжения источника измеря­ется в Вольтах и задается производными величинами (от мкВ до кВ). Имеется возможность установки частоты и начальной фазы.

Действующее значение напряжения V_RMS, вырабатываемое источником пере­менного синусоидального напряжения, связано с его амплитудными значе­ниями V_РЕАК следующим соотношением (1.1):

, t j (1.1)

Резистор.

Сопротивление резистора измеряется в Омах и задается производными величи­нами (от Ом до МОм).

Конденсатор.

Емкость конденсатора измеряется в Фарадах и задается производными величи­нами (от пФ до Ф).

Катушка индуктивности.

Индуктивность катушки (дросселя) измеряется в Генри и задается производ­ными величинами (от мкГн до Гн).

Для изменения величины пассивных компонентов (или модели транзисторов и интегральных микросхем) необходимо выполнить одну из следующих операций:

1. Дважды щелкнуть левой кнопки мыши на изображении компонента схемы. При этом открывается окно параметров компонента, пример которого показан на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 – Окно изменения параметров резистора.

2. Щелкнуть правой кнопки мыши на изображении компонента и при появлении окна контекстного меню выбрать опцию Component Properties (свойства компонента). При этом также открывается окно параметров компонента (рисунок 1.3).

Для изменения величины компонента в линейке меню выбирается опция Value (величина). Далее, в соответствующих ячейках меняется значение и единица измерения компонента. При выборе опции Label можно указать обозначение элемента, которое будет явно указано на схеме.

Ключ, управляемый клавишей.

Ключи могут быть замкнуты или разомкнуты при помощи управляющих кла­виш на клавиатуре. В выключенном состоянии они представляют собой бесконечно боль­шое сопротивление, во включенном состоянии их сопротивление равно нулю. Имя управляющей клавиши можно ввести с клавиатуры в диалоговом окне, появляющемся после двойного щелчка мышью на изображе­нии ключа.

Используемые клавиши:

• буквы от A до Z,

• цифры от 0 до 9,

• клавиша Enter на клавиатуре,

• клавиша пробел [Space].